Este documento apresenta uma monografia sobre a simulação computacional do desempenho energético de uma edificação comercial. O trabalho avalia o impacto de medidas de eficiência energética na redução do consumo de energia elétrica da edificação por meio de simulações no software EnergyPlus. Foram simulados três cenários: Edificação Referência, Edificação Proposta e Edificação Padrão de Mercado, variando parâmetros da envoltória, iluminação e sistemas de ar condicionado. Os resultados indicaram que a Edificação

1. UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO SUL
ESCOLA DE ENGENHARIA
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA
LUCAS BELTRAM
SIMULAÇÃO COMPUTACIONAL DO DESEMPENHO
ENERGÉTICO DE UMA EDIFICAÇÃO COMERCIAL
Porto Alegre
2015

2. UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO SUL
ESCOLA DE ENGENHARIA
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA
SIMULAÇÃO COMPUTACIONAL DO DESEMPENHO
ENERGÉTICO DE UMA EDIFICAÇÃO COMERCIAL
Monografia apresentada ao Departamento de
Engenharia Elétrica da Universidade Federal do Rio
Grande do Sul, como parte dos requisitos para
Graduação em Engenharia Elétrica.
ORIENTADOR: Flávio Antonio Becon Lemos
Porto Alegre
2015

3. UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO SUL
ESCOLA DE ENGENHARIA
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA
LUCAS BELTRAM
SIMULAÇÃO COMPUTACIONAL DO DESEMPENHO
ENERGÉTICO DE UMA EDIFICAÇÃO COMERCIAL
Este projeto foi julgado adequado para fazer jus aos
créditos da Disciplina de “Projeto de Diplomação”, do
Departamento de Engenharia Elétrica e aprovado em
sua forma final pelo Orientador e pela Banca
Examinadora.
Orientador: ____________________________________
Prof. Dr. Flávio Antonio Becon Lemos, UFRGS
Doutor pela Universidade Federal de Santa Catarina UFSC
Florianópolis, Brasil
Banca Examinadora:
Prof. Dr. Flávio Antonio Becon Lemos, UFRGS
Doutor pela UFSC - Florianópolis, Brasil
Prof. Dr. Sérgio Luís Haffner, UFRGS
Doutor pela UNICAMP – Campinas, Brasil
Eng. Rafael Gerzson Torres
Engenheiro pela UFRGS – Porto Alegre, Brasil
Porto Alegre, 2015

4. DEDICATÓRIA
Dedico este trabalho ao meu pai Gilberto Beltram, minha mãe Salete Beltram e minha
avó Maria Beltram, como agradecimento por tudo que já fizeram pela minha vida nesses 24
anos.

5. AGRADECIMENTOS
Agradeço primeiramente à Deus por ter me dado força em todos os problemas que
foram superados nessa caminhada.
Agradeço também aos meus pais pelo incentivo e apoio, sem eles jamais chegaria
aonde cheguei.
Agradeço à minha namorada por todo o companheirismo, carinho e compreensão ao
longo desses últimos anos juntos.
Agradeço aos meus amigos e colegas pela companhia, distração e viagens.
Agradeço ao meu orientador Flávio pelo tempo dedicado a mim e pela ajuda durante o
desenvolvimento do trabalho.
Agradeço à toda equipe da Petinelli por tudo que me foi ensinado nesse incrível
período de estágio e pela colaboração no meu projeto de diplomação.

6. “ O pessimista vê um copo meio vazio;
O otimista vê um copo meio cheio;
O engenheiro vê um copo superdimensionado.”
Autor desconhecido

7. RESUMO
Este trabalho foi realizado com o objetivo de avaliar o desempenho energético de uma
edificação comercial, na cidade de Itajaí - Santa Catarina, que busca a certificação LEED
(Leadership in Energy & Environmental Design). Analisou-se o impacto que a aplicação de
medidas de eficiência energética possui na redução do consumo de energia elétrica da
edificação. Foram estudados os seguintes sistemas: envoltória, iluminação e condicionamento
de ar. Para isso, simulou-se a edificação na ferramenta computacional EnergyPlus, em três
diferentes cenários: Edificação Referência, Edificação Proposta e Edificação Padrão de
Mercado. O primeiro cenário utilizou os parâmetros dos requisitos mínimos exigidos pela
norma ASHRAE 90.1-2007; o segundo cenário utilizou os parâmetros dos projetos utilizados
na edificação construída, considerando as medidas de conservação de energia; o terceiro
cenário utilizou parâmetros estimados para o padrão de projetos entregues ao mercado. O
resultado de consumo de energia elétrica anual da Edificação Proposta foi 53% menor em
relação à Edificação Referência. Um sistema de geração local de energia fotovoltaica com
potência instalada de 1,96kWp é capaz de produzir 18% da energia consumida em um ano na
Edificação Proposta. Por outro lado, a Edificação Padrão de Mercado apresentou resultado de
consumo anual de energia elétrica 4% menor que o da Edificação Referência. A partir dos
resultados obtidos com as simulações, conclui-se que a aplicação de medidas de eficiência
energética no desenvolvimento de projetos de edificações comerciais possui impacto
significativo na redução do consumo de energia elétrica.
Palavras-chaves: Eficiência Energética. EnergyPlus. LEED. Energia Fotovoltaica.

8. ABSTRACT
The purpose of this work was to evaluate the energy performance of a commercial
building in the city of Itajaí - Santa Catarina that is currently seeking for LEED certification.
It has analyzed the impact that energy efficiency measures has in reducing the electricity
consumption of the building. The studied systems were envelope, lighting and air
conditioning. The software EnergyPlus was used to simulate the building in three different
scenarios: Reference Building, Designed Building and Industry Standard Building. The first
scenario used the parameters required by the standard ASHRAE 90.1-2007; the second
scenario used the parameters of the real building, considering the energy conservation
measures; the third scenario used estimated parameters for the industry standard. The result of
annual electricity consumption of Designed Building was 47% lower compared to the
Reference Building. A local generation system of photovoltaic energy installed capacity of
1,96 kWp, is capable of producing 18% of energy consumed in a year in Designed Buildings.
On the other hand, the Industry Standard Building presented results of annual electricity
consumption 4% lower than the Reference Building. From the results of the simulations, it
was possible to conclude that the application of energy efficiency measures in the
development of commercial building projects has a significant impact on reducing energy
consumption.
Keywords: Energy Efficiency. EnergyPlus. LEED. Photovoltaics.

9. SUMÁRIO
1. INTRODUÇÃO ..................................................................................................12
1.1 Motivação ............................................................................................................12
1.2 Objetivos..............................................................................................................13
1.3 Estrutura do Trabalho.......................................................................................14
2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA E CONCEITUAÇÃO....................................15
2.1 Revisão Bibliográfica..........................................................................................15
2.2 Envoltória da Edificação....................................................................................16
2.2.1 Propriedades Físicas dos Elementos Construtivos...............................................16
2.3 Sistemas de Iluminação......................................................................................18
2.3.1 Conceitos de Luminotécnica ................................................................................18
2.3.2 Normas de Iluminação .........................................................................................20
2.4 Sistemas de Aquecimento, Ventilação e Ar Condicionado (AVAC)..............20
2.4.1 Ciclo de Refrigeração...........................................................................................21
2.4.2 Tipos de Sistemas de Condicionamento de Ar.....................................................22
2.5 Energia Solar Fotovoltaica ................................................................................24
2.5.1 Definição de Conceitos Relacionados..................................................................25
2.5.2 Resolução Normativa ANEEL 482/2012.............................................................29
2.6 Certificação LEED .............................................................................................30
2.7 ANSI/ASHRAE Standard 90.1-2007 ................................................................33
2.8 Ferramenta Computacional - EnergyPlus .......................................................33
3. METODOLOGIA...............................................................................................35
3.1 Apresentação da Edificação...............................................................................35
3.2 Desenvolvimento do Modelo Geométrico.........................................................37
3.3 Edificação Referência.........................................................................................38
3.3.1 Envoltória da Edificação Referência....................................................................39
3.3.2 Sistema de Iluminação na Edificação Referência ................................................40
3.3.3 Sistema de AVAC da Edificação Referência.......................................................41
3.4 Edificação Proposta............................................................................................41
3.4.1 Envoltória da Edificação Proposta .......................................................................41
3.4.2 Sistema de Iluminação da Edificação Proposta....................................................43
3.4.3 Sistema de AVAC da Edificação Proposta ..........................................................44
3.4.4 Geração Fotovoltaica na Edificação Proposta......................................................44
3.5 Edificação Padrão de Mercado .........................................................................45
3.5.1 Envoltória da Edificação Padrão de Mercado......................................................45

10. 3.5.2 Sistema de Iluminação na Edificação Padrão de Mercado ..................................46
3.5.3 Sistema de AVAC na Edificação Padrão de Mercado .........................................47
3.6 Premissas Comuns Entre as Edificações ..........................................................48
3.7 Simulações Realizadas........................................................................................49
4. RESULTADOS...................................................................................................50
4.1 Simulação 1: Edificação Referência..................................................................50
4.2 Simulação 2: Simulação 1 + Envoltória da Edificação Proposta ...................51
4.3 Simulação 3: Simulação 2 + Sistema de Iluminação .......................................52
4.4 Simulação 4: Edificação Proposta.....................................................................53
4.5 Simulação 5: Edificação Padrão de Mercado ..................................................55
4.6 Simulação 6: Geração local de energia com Painéis Fotovoltaicos................58
5. CONCLUSÃO.....................................................................................................63
6. REFERÊNCIAS .................................................................................................64

11. LISTA DE ILUSTRAÇÕES
Figura 1 Diagrama representativo do ciclo de refrigeração básico. .........................................22
Figura 2 Ar condicionado de janela..........................................................................................22
Figura 3 Sistema ar condicionado do tipo Split........................................................................23
Figura 4 Sistema de ar condicionado do tipo Multisplit...........................................................23
Figura 5 Sistema de ar condicionado do tipo Água Gelada. ....................................................24
Figura 6 Evolução da produção de painéis fotovoltaicos no período de 1995 a 2012. ............25
Figura 7 Espectro solar.............................................................................................................26
Figura 8 Junção PN presente nos módulos fotovoltaicos.........................................................27
Figura 9 Representação de uma célula, um módulo e um painel fotovoltaico.........................27
Figura 10 Exemplo de SFVI.....................................................................................................28
Figura 11 Exemplo de SFVCR.................................................................................................29
Figura 12 Níveis de certificação e referente faixa de pontuação para o LEED........................32
Figura 13 Crescimento da certificação LEED no Brasil. .........................................................32
Figura 14 Interface de edição de parâmetros do EnergyPlus. ..................................................34
Figura 15 Modelo geométrico utilizado no EnergyPlus...........................................................34
Figura 16 Ilustração da edificação real analisada no estudo. ...................................................36
Figura 17 Planta baixa do (a) pavimento térreo e do (b) mezanino. ........................................37
Figura 18 Modelo geométrico desenvolvido para a edificação do estudo. ..............................38
Figura 19 Modelo geométrico desenvolvido para a Edificação Proposta. ...............................43
Figura 20 Selo Procel para equipamentos de ar condicionados Split.......................................47
Figura 21 Perfil horário de uso aplicado ao sistema de iluminação. ........................................48
Figura 22 Perfil horário aplicado à ocupação das edificações..................................................48
Figura 23 Resultado do consumo mensal de energia elétrica para a Edificação Referência....50
Figura 24 Representatividade do consumo anual para a Edificação Referência......................51
Figura 25 Comparação entre o consumo da simulação 2 com a Edificação Referência..........51
Figura 26 Resultado do consumo anual para as simulações 1, 2 e 3........................................52
Figura 27 Resultado de consumo de AVAC para as simulações 2 e 3.....................................53
Figura 28 Resultado de consumo anual de energia para as simulações 01 a 04.......................54
Figura 29 Resultado do consumo de AVAC para as simulações 03 e 04. ...............................54
Figura 30 Resultado para o consumo mensal de energia elétrica da Edificação Proposta.......55
Figura 31 Resultado para o consumo de refrigeração na Edificação Proposta. .......................55
Figura 32 Resultado do consumo anual de energia para as 3 edificações em estudo...............56
Figura 33 Resultado do consumo mensal de energia para a Edificação Padrão de Mercado...57
Figura 34 Resultado do consumo anual de AVAC para as 3 edificações do estudo................58
Figura 35 Resultado para a geração local de energia via painéis fotovoltaicos. ......................58
Figura 36 Consumo versus geração mensal de energia elétrica para a Edificação Proposta. ..59
Figura 37 Resultado para o consumo anual da Edificação Proposta........................................60
Figura 38 Resultado para os consumos anuais em comparação com a geração local..............60
Figura 39 Parcela de Energia elétrica gerada localmente.........................................................61
Figura 40 Análise de retorno de investimento..........................................................................62

12. LISTA DE TABELAS
Tabela 1 Valores de eficiência luminosa para diferentes tecnologias de lâmpadas. ................19
Tabela 2 Diferenças entre a norma NBR 5413 e a NBR ISO 8995-1. .....................................20
Tabela 3 Denominação adotada para os cenários.....................................................................35
Tabela 4 Divisão de zonas térmicas do modelo geométrico. ...................................................38
Tabela 5 Parâmetros dos elementos opacos construtivos da Edificação Referência................39
Tabela 6 Parâmetros dos elementos translúcidos construtivos da Edificação Referência. ......39
Tabela 7 Potência instalada de iluminação da Edificação Referência......................................40
Tabela 8 Potência de iluminação externa para a Edificação Referência. .................................40
Tabela 9 Ordem em que as medidas de eficiência energética foram empregadas. ..................41
Tabela 10 Parâmetros dos elementos opacos construtivos da Edificação Proposta.................42
Tabela 11 Parâmetros dos elementos translúcidos construtivos da Edificação Proposta.........42
Tabela 12 Potência de iluminação interna instalada na Edificação Proposta...........................44
Tabela 13 Potência de iluminação externa instalada na Edificação Proposta. .........................44
Tabela 14 Especificações dos módulos utilizados....................................................................45
Tabela 15 Parâmetros dos elementos opacos da Edificação Padrão de Mercado. ...................45
Tabela 16 Parâmetros dos elementos translúcidos da Edificação Padrão de Mercado. ...........46
Tabela 17 Potência instalada de iluminação interna a Edificação Padrão de Mercado............47
Tabela 18 Potência instalada de iluminação externa para a Edificação Padrão de Mercado. ..47
Tabela 19 Potências instaladas de equipamentos consideradas para cada zona.......................49
Tabela 20 Descrição das 6 simulações realizadas. ...................................................................49
Tabela 21 Representatividade da geração local na Edificação Proposta..................................59
Tabela 22 Parcela do consumo que é suprido pela geração local.............................................61
Tabela 23 Análise de número de painéis..................................................................................61

13. LISTA DE ABREVIATURAS
ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas
ANEEL Agência Nacional de Energia Elétrica
ASHRAE American Society of Heating, Refrigerating, and Air-Conditioning
Engineers
AVAC Aquecimento, Ventilação e Ar Condicionado
COP Coeficiente de Performance
DELET Departamento de Engenharia Elétrica
DOE Department of Energy
DPI Densidade de Potência Instalada
EPE Empresa de Pesquisa Energética
FGV Fundação Getúlio Vargas
GBCBrasil Green Building Council Brasil
GTES Grupo de Trabalho de Energia Solar
IBRE Instituto Brasileiro de Economia
IEA International Energy Agency
LED Light Emitting Diode
LEED Leadership in Energy and Environmental Design
MEE Medidas de Eficiência Energética
SFVCR Sistema Fotovoltaico Conectado à Rede
SFVI Sistema Fotovoltaico Isolado
SHGC Solar Heat Gain Coefficient
UFRGS Universidade Federal do Rio Grande do Sul
USGBC United States Green Building Council
VA Via Artística
VLT Visible Light Transmittance
VRF Variable Refrigerant Flow
VRV Volume de Refrigerante Variável
WBCSD World Business Council of Sustainable Development

14. LISTA DE SÍMBOLOS
λ Condutividade Térmica
𝐑 Resistência Térmica
𝐋 Espessura do Material
U Transmitância Térmica
CTa Capacidade Térmica
c Calor Específico
𝛒 Densidade do Material
φ Fluxo Luminoso
E Eficiência Luminosa
P Potência Elétrica
I Iluminância
A Área
𝐂𝐎𝐏𝐫 Coeficiente de Performance de Refrigeração;
𝐐𝐞 Calor Transferido na Refrigeração;
𝐖𝐞 Trabalho Externo;
𝐂𝐎𝐏𝐚 Coeficiente de Performance de Aquecimento;
𝐐𝐬 Calor Transferido no Aquecimento;
c-Si Silício Cristalino

15. 12
1. INTRODUÇÃO
1.1 MOTIVAÇÃO
O acelerado crescimento na demanda de energia elétrica mundial tem como
consequência alguns problemas como: o aumento na tarifa de energia elétrica para o
consumidor final e impactos ambientais associados ao aumento da potência de geração
instalada.
De acordo com a International Energy Agency (IEA, 2014), a capacidade
energética terá de ser aumentada em cerca de 40% até 2040 para atender ao padrão atual
de crescimento da demanda. Além disso, comenta-se que os investimentos no aumento
da capacidade de geração térmica (necessário para manter uma segurança energética
com a recorrente desregulação dos períodos de chuva), juntamente com o investimento
em energias renováveis e o elevado preço de combustíveis fósseis, irão acarretar
encarecimento do fornecimento de energia elétrica e, consequentemente, provocar um
aumento na conta de eletricidade do consumidor (IEA, 2014).
Considerando que o relatório de Eficiência Energética em Edificações do World
Business Council of Sustainable Development (WBCSD, 2009) mostra que edificações
representam 40% do consumo global de eletricidade, espera-se que medidas de
eficiência energéticas aplicadas a edificações tenham impacto significativo nesse
consumo. Segundo o relatório, comparado a outros setores, existem maiores e mais
atrativas oportunidades de redução de consumo que possuem custo reduzido e retorno
de investimentos mais rápidos.
No cenário nacional, o consumo energético em edificações (residencial,
comercial e público) representa uma parcela ainda maior quando comparado ao cenário
mundial: cerca de 48 % do consumo total de energia elétrica do país (EPE, 2014). Além
disso, em 2014, os setores residencial e comercial tiveram um aumento de 5,7% e 7,3%
no consumo de energia elétrica, respectivamente (EPE, 2015). Projeções mostram que,
até 2023, o maior aumento no consumo de energia elétrica em edificações será o do
setor comercial, com alta de 5,5% ao ano (EPE, 2013).
Segundo nota técnica sobre a projeção de demanda de energia no Brasil (EPE,
2014b), a perspectiva é de crescente expansão da quantidade de edificações, seja devido
à construção de moradias para atender a crescente população do país, seja pela expansão
da atividade do setor de comércio e serviços. Atualmente, as edificações residenciais

16. 13
somam aproximadamente 63 milhões de domicílios, e estima-se que nos próximos dez
anos sejam construídos 13 milhões de domicílios adicionais.
Em termos de impactos econômicos, no final do mês de janeiro de 2015, a
Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL) aprovou uma revisão tarifária que
implicou um aumento médio de 23,4% na conta de energia elétrica do consumidor
brasileiro. Além disso, segundo cálculo feito pelo Instituto Brasileiro de Economia
(IBRE, 2015) da Fundação Getúlio Vargas (FGV), o item que mais pressionou a
inflação, no período inicial do ano de 2015, foi a tarifa de eletricidade residencial.
Sendo assim, com a maximização da eficiência energética em edificações pode-se obter
uma redução significativa na conta de energia elétrica que, devido a constantes
acréscimos na tarifa, refletirá em grandes economias ao usuário final.
1.2 OBJETIVOS
Considerando os problemas associados ao crescimento da demanda de energia
elétrica, o objetivo principal do presente trabalho é demonstrar que medidas de
conservação de energia possuem impacto significativo na redução do consumo de
energia elétrica de edificações.
Os objetivos secundários do trabalho são:
- Avaliar o impacto de medidas de eficiência energética em sistemas de
iluminação e condicionamento de ar de uma edificação comercial do tipo showroom de
móveis;
- Avaliar o impacto de medidas de eficiência energética para aumentar a
representatividade da parcela do consumo de eletricidade que é fornecida pela geração
local via painéis fotovoltaicos;
- Avaliar o padrão de edificações existente no mercado, comparando-o ao
exigido pela norma americana ASHRAE 90.1-2007 e a uma edificação projetada para
possuir a certificação ambiental Leadership in Energy and Environmental Design
(LEED);
- Verificar o impacto da certificação LEED na redução do consumo de uma
edificação comercial.

17. 14
1.3 ESTRUTURA DO TRABALHO
Após introdução feita sobre a motivação e os objetivos do trabalho, o Capítulo 2
faz uma revisão sobre os estudos já realizados no tema em questão, além de fornecer um
uma contextualização necessária ao entendimento da metodologia utilizada. O Capítulo
3 apresenta a metodologia utilizada para o desenvolvimento do trabalho. O Capítulo 4
apresenta os resultados obtidos e discussões. E por fim, o Capítulo 5 apresenta as
conclusões mais relevantes obtidas com o estudo e sugestões para trabalhos futuros.

18. 15
2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA E CONCEITUAÇÃO
Primeiramente, será apresentada uma revisão bibliográfica de estudos
desenvolvidos por outros autores e depois serão apresentados conceitos e fundamentos
necessários ao entendimento da análise realizada nesse trabalho.
2.1 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
Segundo Lamberts (2005), uma edificação é mais eficiente energeticamente que
outra quando proporciona as mesmas condições ambientais com menor consumo de
energia.
Mendes et al. (2005) apresenta uma síntese da utilização de ferramentas
computacionais para análise do desempenho térmico e energético de edificações no
Brasil. Segundo os autores, a utilização dessa ferramenta é imprescindível para a
determinação de indicadores de consumo de edificações.
Westphal (2007) realizou uma análise de incertezas e de sensibilidade aplicadas
à simulação de desempenho energético de edificações comerciais que serve de apoio
para calibrações dos modelos utilizados. Na sua tese, obteve como resultado um modelo
com consumo anual de 145 MWh ± 11%, ao nível de 95% de confiabilidade, quando o
consumo real da edificação é de 149 MWh.
Rupp (2011), baseado no consumo de energia elétrica em edificações
comerciais, desenvolveu um método para dimensionar área de janela, quando se utiliza
ventilação híbrida (alternando entre ventilação natural e condicionamento artificial) e
aproveitamento de iluminação natural. Seus resultados mostraram que essas medidas
possuem potencial de redução de até 64,9% no consumo de energia elétrica das
edificações.
Pietzsch (2012) dimensionou um sistema de ar condicionado de fluxo
refrigerante variável para o prédio da Escola de Engenharia Nova da Universidade
Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), propondo medidas de eficiência energética.
No seu estudo, utilizou a ferramenta computacional EnergyPlus 7.0.0 (DOE, 2011) para
simular o modelo geométrico do prédio e seus sistemas, atingindo uma redução anual de
20% no consumo de energia elétrica. As medidas analisadas no estudo foram: utilização
de películas nos vidros, redução de potência instalada de iluminação através da

19. 16
utilização de lâmpadas de LED (Lighting Emiting Diode) e controles automáticos de
iluminação.
2.2 ENVOLTÓRIA DA EDIFICAÇÃO
Define-se a envoltória de uma edificação como os elementos construtivos da sua
estrutura, ou seja: paredes, janelas, portas, telhados, etc. Segundo Lamberts (2005), a
principal fração de ganhos térmicos de uma edificação é proveniente da parcela de
radiação que é transmitida para o seu interior através da envoltória. Esses elementos
construtivos são divididos em duas classes: fechamentos opacos e fechamentos
translúcidos.
Nos fechamentos opacos, a transmissão de calor acontece quando há uma
diferença de temperatura entre suas superfícies internas e externas – sendo, o sentido
natural do fluxo, da superfície mais quente para a mais fria (LAMBERTS, 2005).
Paredes são exemplos de fechamentos opacos da edificação.
Fechamentos translúcidos são os principais responsáveis por trocas térmicas em
edificações. Nesse tipo de fechamento, podem ocorrer três tipos básicos de trocas
térmicas: condução, convecção e radiação. Com relação às duas primeiras trocas, o
comportamento é similar ao dos fechamentos opacos; a diferença encontra-se na troca
de calor por radiação, que é elevada quando comparada aos fechamentos opacos
(LAMBERTS, 2005). Janelas e claraboias são exemplos de fechamentos translúcidos.
2.2.1 Propriedades Físicas dos Elementos Construtivos
A seguir, serão apresentadas as principais propriedades físicas dos elementos
construtivos, utilizando definições e equações apresentadas na norma brasileira de
desempenho térmico de edificações NBR 15.520-2 (ABNT, 2005). Essa norma
apresenta exemplos de cálculos de resistência térmica de materiais homogêneos e
heterogêneos, capacidade térmica, transmitância térmica, fator solar e atraso térmico.
a) Condutividade Térmica (λ)
A condutividade térmica (λ) é proporcional a densidade do material e representa
a capacidade de conduzir maior ou menor quantidade de calor por unidade de tempo.
Sua unidade é o watt por metro kelvin (W/m.K).

20. 17
b) Resistência Térmica (R)
A resistência térmica (𝑅) de um material é a propriedade que define o quão
resistente é o material em relação à troca de calor. O valor de 𝑅 é diretamente
proporcional à espessura do material (𝐿) e inversamente proporcional à λ. A Equação 1
define o valor de 𝑅.
𝑅 =
𝐿
𝜆
(1)
Onde:
𝑅: Resistência térmica [m2
.K/W];
𝐿: Espessura [m];
𝜆: Condutividade térmica [W/m.K].
c) Transmitância Térmica (Fator U)
A transmitância térmica (U) é igual ao inverso da resistência térmica; ou seja,
quantifica a capacidade de transmitir calor de um material. A Equação 2 define o Fator
U.
𝑈 =
1
𝑅
(2)
Onde:
𝑈: Transmitância térmica [W/m2
.K];
𝑅: Resistência térmica do material [m2 .
K/W].
d) Capacidade Térmica (CTa)
A capacidade térmica (CTa) quantifica a propriedade de um material em reter
calor, ou seja: indica a quantidade de energia necessária para variar, em uma unidade, a
temperatura de seus componentes, por unidade de área. O cálculo da capacidade térmica
de um material é feito pela Equação 3.
𝐶𝑇𝑎 = 𝐿 ∙ 𝑐 ∙ 𝜌 (3)
Onde:
𝐶𝑇𝑎: Capacidade térmica do material [kJ/m2
.K];
𝐿: Espessura do material [m];
c: Calor específico do material [kJ/kg.K];
𝜌: Densidade do material [kg/m3
].
e) Fator Solar (SHGC)

21. 18
O fator solar, conhecido como SHGC (Solar Heat Gain Coefficient), se aplica a
elementos translúcidos. É definido como a razão entre a quantidade de energia solar que
é transmitida através do elemento e o total de energia que nele incide. Vidros comuns
possuem SHGC de 0,8.
f) Transmitância à radiação Vísivel (VLT)
A transmitância à radiação visível, conhecida como VLT (Visible Light
Transmittance), também se aplica a elementos translúcidos. É definida como a razão
entre a radiação solar no espectro visível que é transmitida através de um elemento e o
total incidente.
2.3 SISTEMAS DE ILUMINAÇÃO
No setor comercial dos Estados Unidos, os sistemas de iluminação representam
cerca de 25% do consumo total de energia da edificação (DOE, 2008). Logo, é factível
concluir que desenvolver projetos luminotécnicos eficientes impacta significativamente
na redução do consumo da edificação.
2.3.1 Conceitos de Luminotécnica
A seguir, serão apresentados conceitos e definições relacionados à área de
luminotécnica, necessários ao desenvolvimento deste trabalho.
a) Fluxo Luminoso (φ)
O fluxo luminoso (φ) é a quantidade de luz emitida por uma fonte de luz na
tensão nominal de funcionamento. Pode ser definido, também, como a radiação total da
fonte luminosa entre os comprimentos de onda 380 nm e 780 nm (OSRAM, 2007). Sua
unidade é o lúmen (lm).
b) Eficiência Luminosa (E)
As lâmpadas se diferenciam não só pelo fluxo luminoso que irradiam, mas
também pelas suas potências elétricas. Sendo assim, para que seja possível realizar uma
comparação entre elas, define-se a eficiência luminosa como a razão entre o fluxo
luminoso irradiado e a respectiva potência elétrica consumida. Sua unidade é o lúmen

22. 19
por watt (lm/W). Calcula-se a eficiência luminosa de uma lâmpada através da Equação
4.
𝐸 =
𝜑
𝑃
(4)
Onde:
𝐸: Eficiência da lâmpada [lm/W];
𝜑: Fluxo luminoso da lâmpada [lm];
𝑃: Potência elétrica da lâmpada [W].
A Tabela 1 apresenta o valor de 𝐸 para diferentes tecnologias de lâmpadas,
desconsiderando luminárias.
Tabela 1 Valores de eficiência luminosa para diferentes tecnologias de lâmpadas.
Tecnologia Eficiência luminosa [lm/W]
Incandescente translúcida 13,3
Halógena bipino 18,6
Fluorescente compacta 60
Fluorescente tubular (T8) 84,4
Fluorescente tubular (T5) 90,6
Vapor de sódio de alta pressão 80
Multivapor metálico 94,3
LED 50 a 110
Fonte: Modificado de Barbosa (2013).
c) Iluminância (I)
A incidência do fluxo luminoso emitido por uma fonte de luz em uma superfície
leva a determinação da chamada iluminância; ou seja, é a quantidade de luz incidindo
em uma dada superfície. O valor de I pode ser medido com o auxílio de um instrumento
chamado Luxímetro. Devido a não uniformidade da distribuição de fluxo luminoso por
uma fonte, a iluminância não necessariamente será a mesma em todos pontos de uma
superfície; sendo assim, normalmente se determina a iluminância média. Sua unidade é
o lux. Calcula-se a iluminância em uma dada superfície através da Equação 5.
𝐼 =
𝜑
𝐴
(5)

23. 20
Onde:
𝐼: Iluminância [lux];
𝜑: Fluxo luminoso da lâmpada [lm];
𝐴: Área da superfície [m2
].
2.3.2 Normas de Iluminação
A normatização da iluminação no Brasil iniciou no ano de 1958, quando se
publicou a norma NBR 5413, que continha os níveis de iluminância recomendados para
ambientes interiores. Em 1969, 1982 e 1992 a NBR 5413 sofreu atualizações; sendo, em
2013, substituída pela NBR ISO 8995-1. Essa última foi desenvolvida baseada na
norma internacional (ISO 8995-1 – Lighting of Indoor Workplaces) e está em
consonância com a norma europeia EN 12464-1 (GIACOBBO, 2014).
A NBR ISO 8995-1 trouxe parâmetros novos em relação à norma anterior,
proporcionando uma série de melhorias, tornando a normatização mais completa e
detalhada. A Tabela 2 apresenta os diferenciais entre a norma antiga e a nova.
Tabela 2 Diferenças entre a norma NBR 5413 e a NBR ISO 8995-1.
Fator NBR 5413 NBR ISSO 8995-1
Idade Contempla Não contempla
Ofuscamento Não contempla Contempla
IRC Não contempla Contempla
Manutenção Não contempla Contempla
Uniformidade Não contempla Contempla
Temperatura de Cor Não contempla Comtempla
Fonte: Modificado de Giacobbo (2014).
2.4 SISTEMAS DE AQUECIMENTO, VENTILAÇÃO E AR CONDICIONADO (AVAC)
Pesquisas mostram que, no setor comercial dos Estados Unidos, os sistemas de
AVAC representam cerca de 33% do consumo total de energia da edificação (DOE,
2008). Sendo assim, medidas de eficiência energética aplicadas a esse sistema impactam
significativamente na redução do consumo de energia elétrica da edificação.
A seguir, serão apresentados alguns conceitos relacionados aos sistemas de
AVAC.

24. 21
2.4.1 Ciclo de Refrigeração
Um ciclo de refrigeração é um sistema térmico que continuamente transfere
energia térmica (calor) de uma região de menor para outra de maior temperatura. Como
este fluxo contraria a tendência natural do calor, isso só é possível consumindo energia
externa (BEYER, 2011).
Define-se, então, o chamado Coeficiente de Performance (COP) de um
equipamento como a razão entre o calor transferido e a energia externa utilizada. A
Equação 6 determina matematicamente o COP de refrigeração e a Equação 7 o COP de
aquecimento.
𝐶𝑂𝑃
𝑟 =
𝑄𝑒
𝑊
𝑒
(6)
𝐶𝑂𝑃
𝑎 =
𝑄𝑠
𝑊
𝑒
(7)
Onde:
𝐶𝑂𝑃
𝑟: Coeficiente de performance para o ciclo de refrigeração;
𝑄𝑒: Calor transferido na refrigeração;
𝑊
𝑒 : Trabalho externo;
𝐶𝑂𝑃
𝑎: Coeficiente de performance para o ciclo de aquecimento;
𝑄𝑠 : Calor transferido no aquecimento;
A Figura 1 ilustra os componentes presentes em um ciclo de refrigeração básico.
São eles: evaporador, compressor, condensador e válvula de expansão. Nesse sistema, a
refrigeração ocorre a partir da transferência de calor do meio onde a evaporadora se
localiza para o meio onde a condensadora se localiza. No evaporador, o fluído de
refrigeração, em um estado praticamente líquido (comumente 70% líquido e 30%
vapor), absorve o calor presente no ar do ambiente a ser refrigerado e evapora
completamente. Em seguida, esse fluído, no estado gasoso, é sugado para o compressor,
onde é comprimido para vapor de alta pressão e temperatura. Logo após, esse vapor
passa pelo condensador, perde calor para o ambiente externo e condensa (passa para o
estado líquido). Por fim, a válvula de expansão é responsável por expandir o fluído e
deixá-lo novamente no estado praticamente líquido, completando o ciclo.

25. 22
Figura 1 Diagrama representativo do ciclo de refrigeração básico.
Fonte: (IEMA/ES, 2007).
2.4.2 Tipos de Sistemas de Condicionamento de Ar
O mais simples tipo de sistema de condicionamento de ar é comumente
conhecido como ar condicionado de janela. Como pode ser observado na Figura 2,
nesse tipo de sistema todos os equipamentos mostrados na Figura 1 estão montados no
mesmo gabinete. Normalmente, ele é utilizado em aplicações residenciais de carga
térmica reduzida.
Figura 2 Ar condicionado de janela.
Fonte: (CLIQUE ARQUITETURA, nd).
Diferentemente do sistema anterior, no sistema Split, os equipamentos
mostrados na Figura 1 se encontram divididos em dois gabinetes: um interno

26. 23
(evaporador) e um externo (condensador). Ainda dentro dos sistemas divididos, existe o
sistema do tipo Multisplit, onde um condensador central realiza a troca de calor com o
ar externo para múltiplos evaporadores que compõe o sistema de ar condicionado. A
Figura 3 ilustra um sistema Split e a Figura 4 ilustra um sistema Multisplit.
Figura 3 Sistema ar condicionado do tipo Split.
Fonte: (PROCEL, 2011)
Figura 4 Sistema de ar condicionado do tipo Multisplit.
Fonte: (LG, 2015).

27. 24
Uma tecnologia aplicada a sistemas do tipo Split é a utilização de um inversor de
frequência para controlar a velocidade do motor do compressor, operando-o conforme a
carga solicitada. Sem a utilização do inversor de frequência, o compressor opera
utilizando um controle do tipo ON/OFF. Equipamentos que utilizam inversor de
frequência são conhecidos como Splits Inverter. Nesses equipamentos o consumo de
energia elétrica é reduzido, resultando em uma medida de conservação de energia.
Uma tecnologia aplicada a sistemas Multisplit é o chamado VRF (variable
refrigerant flow), traduzido como VRV (volume de refrigerante variável). Nessa
tecnologia, realiza-se o controle do fluxo de gás refrigerante conforme a carga térmica
solicitada, reduzindo, assim, o consumo de energia.
Além dessa classificação, os sistemas de condicionamento de ar podem ser
classificados de acordo com a troca de calor existente. A troca de calor entre o fluído e o
ar pode ocorrer diretamente (caso dos sistemas de janela, Splits e Multisplits) ou
indiretamente (através de um fluído intermediário, normalmente água). No caso
indireto, tem-se os chamados sistemas de água gelada - justamente por utilizarem a água
como fluído intermediário. Neles, são utilizados chillers para realizar a troca de calor
entre o fluído refrigerante e a água. A Figura 5 ilustra um sistema típico de água gelada.
Figura 5 Sistema de ar condicionado do tipo Água Gelada.
Fonte: (PROCEL, 2011).
2.5 ENERGIA SOLAR FOTOVOLTAICA
De acordo com o Grupo de Trabalho de Energia Solar (GTES, 2014), embora
abundante na Terra, a energia solar para a produção de energia elétrica ainda é pouco
utilizada. Nos países desenvolvidos este cenário vem mudando, pois fortes incentivos já
foram concedidos para a instalação de sistemas fotovoltaicos. A Figura 6 apresenta a

28. 25
evolução da produção mundial de células fotovoltaicas, sendo produzidos cerca de 36,2
GWp no ano de 2012. Essa potência equivale a mais de duas vezes e meia a potência da
usina hidroelétrica de Itaipu, a maior central de produção de energia elétrica do Brasil.
Nos últimos 11 anos, o crescimento anual médio da indústria de células e módulos
fotovoltaicos foi de 54,2% (GTES, 2014).
O custo para investir em um sistema fotovoltaico ainda é um obstáculo para a
indústria e para a disseminação de sua utilização. Porém, esse custo vem sofrendo
reduções significativas, tornando-o cada vez mais competitivo no mercado de geração
de energia. No final de 2013, para venda em maior escala, o preço do módulo
fotovoltaico de silício cristalino (c-Si) encontrava-se em cerca de 0,60 €/Wp na Europa,
de 0,65 U$/Wp nos EUA e menos de 3 R$/Wp no Brasil (GTES, 2014).
Figura 6 Evolução da produção de painéis fotovoltaicos no período de 1995 a 2012.
Fonte: (GTES, 2014).
2.5.1 Definição de Conceitos Relacionados
A seguir, alguns conceitos relacionados à energia fotovoltaica serão definidos.
a) Irradiância Solar
A irradiância solar é uma forma de transferência de energia advinda do sol
através da propagação de ondas eletromagnéticas. O valor de irradiância solar
representa uma unidade de densidade de potência e sua unidade é o watt por metro
quadrado (W/m2
).

29. 26
b) Irradiação Solar
A irradiação solar é definida como a integral da irradiância solar em um
determinado intervalo de tempo. O valor de irradiação representa uma densidade de
energia e sua unidade é o watt-hora por metro quadrado (Wh/m2
).
c) Espectro Solar
O espectro solar trata-se da ampla gama de radiações eletromagnéticas. Pode ser
dividido em três regiões: ultravioleta, luz visível e infravermelho. A Figura 7 apresenta
o gráfico do espectro solar.
Figura 7 Espectro solar.
Fonte: (GELINSKI, 2004).
d) Efeito Fotovoltaico
O efeito fotovoltaico é caracterizado pelo surgimento de uma tensão elétrica
entre os terminais de um dispositivo semicondutor quando este é exposto à luz. A
formação de pares elétron-lacuna dentro do material do dispositivo é responsável pelo
surgimento de uma diferença de potencial elétrico. Como pode ser observado na Figura
8, os elétrons gerados a partir da incidência solar são movidos para o material N
(terminal negativo) e as lacunas para o material P (terminal positivo). A circulação dos
elétrons pelo circuito externo acarreta na geração de corrente elétrica, resultando na
conversão da energia da luz em energia elétrica.

30. 27
Figura 8 Junção PN presente nos módulos fotovoltaicos.
Fonte: Modificado de (MOEHLECKE e ZANESCO, 2005).
e) Célula Fotovoltaica
Célula fotovoltaica é um componente que realiza o efeito fotoelétrico para
converter diretamente a energia solar em energia elétrica. É composta por materiais
semicondutores (normalmente Silício) que formam uma junção PN. A tensão elétrica
proveniente da junção tem valor de, aproximadamente, 0,6 V.
f) Módulo e Painel Fotovoltaico
O módulo são células fotovoltaicas interligadas eletricamente e encapsuladas.
Painel é um conjunto de módulos fotovoltaicos, montado de modo a formar uma única
estrutura. A Figura 9 mostra uma célula, um módulo e um painel fotovoltaico.
Figura 9 Representação de uma célula, um módulo e um painel fotovoltaico.
Fonte: Modificado de SAMLEX (nd).

31. 28
g) Sistema Fotovoltaico
Sistema fotovoltaico é o conjunto de elementos necessários para realizar a
conversão de energia solar em energia elétrica com características adequadas para
alimentar aparelhos elétricos e eletrônicos.
h) Sistema Fotovoltaico Isolado (SFVI)
Sistema que não possui conexão com o sistema público de fornecimento de
energia elétrica. Normalmente, é utilizado para atender locais sem acesso à rede elétrica.
Composto por painel fotovoltaico, controlador de carga, banco de baterias e inversor de
frequência. A Figura 10 apresenta os componentes de um SFVI.
Figura 10 Exemplo de SFVI.
Fonte: (GTES, 2014).
i) Sistema Fotovoltaico Conectado à Rede (SFVCR)
Sistema conectado ao sistema público de distribuição de energia. Normalmente,
não possui dispositivo de armazenamento de energia, pois a energia gerada é injetada
diretamente na rede elétrica, sendo utilizada pelos aparelhos da edificação ou exportada
para a rede da concessionária.
Os SFVCR possuem basicamente dois componentes: o painel fotovoltaico,
responsável pela conversão direta de energia solar em energia elétrica; e o inversor de
frequência, responsável por converter a tensão elétrica contínua em tensão elétrica
alternada com comportamento senoidal e frequência compatível com a rede e
equipamentos. A Figura 11 apresenta um SFVCR e seus componentes.

32. 29
Figura 11 Exemplo de SFVCR.
Fonte: (REAL SOLAR, nd.).
2.5.2 Resolução Normativa ANEEL 482/2012
A Resolução Normativa Nº 482 foi determinada pela Agência Nacional de
Energia Elétrica em 17 de abril de 2012 e estabelece as condições gerais para o acesso
de microgeração e de minigeração distribuída aos sistemas de distribuição de energia
elétrica e o sistema de compensação de energia elétrica.
A normativa classifica o sistema de geração conforme a faixa de potência
instalada conforme segue:
a) Microgeração Distribuída
Central geradora de energia elétrica, com potência instalada menor ou igual a
100 kW e que utilize fontes com base em energia hidráulica, solar, eólica, biomassa ou
cogeração conectada na rede de distribuição por meio de instalações de unidades
consumidoras.
b) Minigeração Distribuída
Central geradora de energia elétrica, com potência instalada superior a 100 kW e
menor ou igual a 1 MW para fontes com base em energia hidráulica, solar, eólica,
biomassa ou cogeração conectada na rede de distribuição por meio de instalações de
unidade consumidoras.
O sistema de compensação determinado pela resolução utiliza um medidor de
energia bidirecional, onde os sistemas que proporcionarem momentos de envio de
energia para a rede pública (geração maior que consumo) podem abater essa quantia
excedente da sua conta de energia elétrica.

33. 30
2.6 CERTIFICAÇÃO LEED
O LEED, Leadership in Energy and Environmental Design, é um sistema para
avaliação de edificações que as classifica conforme seus níveis de sustentabilidade.
Sendo utilizada em 143 países, essa certificação foi desenvolvida pelo United States
Green Building Council (USGBC). Em âmbito nacional, o Green Building Council
Brasil (GBCBrasil) é o responsável pela expansão da certificação no país.
A versão piloto do LEED, conhecida como LEED v1.0, foi lançada no ano de
1998, sendo substituída em 2000 pela versão 2.0, seguida da versão 2.1 (lançada em
2002), da versão 2.2 (lançada em 2005), da versão 3.0 (lançada em 2009) e da versão
mais atual, lançada em 2014, o LEED versão 4. Atualmente, podem ser certificados
edificações nas duas mais recentes versões; porém, a partir do ano de 2016, as
edificações passarão a ser certificadas apenas na versão 4. A principal diferença entre as
duas últimas versões (em termos de energia) é a versão da norma ASHRAE 90.1 que é
utilizada por cada uma; a versão 3 utiliza a versão 2007 e a versão 4 utiliza a versão
2010 da norma.
Por englobar edificações de diferentes características, o LEED se divide em sete
categorias específicas, cada uma aplicada à um tipo de edificação. As categorias são:
a) LEED NC: para novas construções e grandes reformas.
Aplica-se a situações em que o proprietário detenha 50% ou mais da ocupação
da edificação. Pode ser utilizada para certificar prédios comerciais, residenciais,
governamentais, instalações recreativas, laboratórios e plantas industriais.
b) LEED EBOM: para prédios existentes: operação e manutenção.
Aplica-se à certificação de prédios existentes focando na eficiência operacional
energética da edificação.
c) LEED CI: para interiores comerciais.
Busca garantir a eficiência energética, qualidade do ambiente interno, baixo
custo de manutenção e operação em interiores.
d) LEED CS: para projetos de envoltória e parte central da edificação.
Aplica-se a situações onde o proprietário não detenha mais de 50% da ocupação.
e) LEED For Homes: para residências.
f) LEED For Schools: para escolas.
g) LEED ND: para o desenvolvimento de bairros.

34. 31
O método de quantificação utilizado pelo LEED é baseado na avaliação de itens
relacionados à sustentabilidade, divididos em sete categorias específicas. O GBCBrasil
descreve as categorias da seguinte forma:
a) Espaços sustentáveis (SS) - Encoraja estratégias que minimizam o
impacto no ecossistema durante a implantação da edificação e aborda questões
fundamentais de grandes centros urbanos, como redução do uso de veículos e das ilhas
de calor.
b) Uso eficiente da água (WE) - Promove inovações para o uso racional da
água, com foco na redução do consumo de água potável e alternativas de tratamento e
reuso dos recursos.
c) Energia e atmosfera (EA) - Promove eficiência energética nas
edificações por meio de estratégias como, por exemplo, simulações energéticas,
medições, comissionamento de sistemas e utilização de equipamentos e sistemas
eficientes.
d) Materiais e recursos (MR) - Encoraja o uso de materiais de baixo
impacto ambiental (reciclados, regionais, recicláveis, de reuso, etc.), reduz a geração de
resíduos e promove o descarte consciente - desviando o volume de resíduos gerados dos
aterros sanitários.
e) Qualidade do ambiente interno (IEQ) - Promove a qualidade ambiental
interna do ar - essencial para ambientes com alta permanência de pessoas - com foco na
escolha de materiais com baixa emissão de compostos orgânicos voláteis,
controlabilidade de sistemas, conforto térmico e priorização de espaços com visibilidade
ao exterior e luz natural.
Cada uma das categorias possui itens que são pré-requisitos e itens que são
créditos. Para obter a certificação deve-se obrigatoriamente cumprir todos os pré-
requisitos. Já os créditos, não necessariamente precisam ser cumpridos, porém, são eles
que fornecem os pontos necessários para obter o nível de certificação desejado. O nível
da certificação é definido conforme a quantidade de pontos adquiridos, sendo 110 a
pontuação máxima. Os níveis seguem a divisão de intervalos de pontuação
representados pela Figura 12.

35. 32
Figura 12 Níveis de certificação e referente faixa de pontuação para o LEED.
Fonte: Modificado de Green Building Alliance (GBA, nd).
Alguns benefícios da certificação LEED são diminuição dos custos operacionais,
valorização do imóvel para revenda ou arrendamento, aumento na velocidade de
ocupação, modernização e menor obsolescência da edificação, aumento da satisfação e
bem-estar dos usuários, uso racional e redução da extração dos recursos naturais,
redução do consumo de água e energia, uso de materiais e tecnologias de baixo impacto
ambiental.
A certificação LEED é a mais utilizada atualmente ao redor do mundo e seu
crescimento também é verificado no mercado brasileiro. A Figura 13 ilustra o
crescimento da certificação LEED no mercado brasileiro, entre os anos 2004 e 2014.
Figura 13 Crescimento da certificação LEED no Brasil.
Fonte: (GBCBrasil, 2014).

36. 33
2.7 ANSI/ASHRAE STANDARD 90.1-2007
A norma ANSI/ASHRAE Standard 90.1-2007 (Energy Standard for Buildings
Except Low-Rise Residential Buildings) é uma norma americana, criada pela American
Society of Heating, Refrigerating, and Air-Conditioning Engineers (ASHRAE); faz
parte do programa de eficiência energética dos Estados Unidos e tem como objetivo
estabelecer os requisitos mínimos para garantir a eficiência energética em projetos de
edificações (ASHRAE, 2007). A norma técnica é reconhecida internacionalmente,
sendo aplicada em diversos países.
A primeira versão dessa norma foi publicada em 2001 e é atualizada a cada três
anos; sendo assim, já existe a versão 2004, 2007, 2010 e 2013. A versão utilizada nesse
estudo é a do ano 2007, pois trata-se da norma utilizada pelos pré-requisitos de energia
da certificação LEED versão 2009 (utilizada na certificação do empreendimento do
estudo). A certificação LEED utiliza a norma para estabelecer o consumo de uma
edificação referência, que serve para quantificar a eficiência energética de outras
edificações; ou seja, as reduções de consumo de energia elétrica são sempre referentes
ao consumo da edificação referência.
Os sistemas englobados pela norma, cada um com seus requisitos mínimos, são:
componentes da envoltória da edificação, AVAC, serviço de aquecimento de água,
sistema elétrico, sistema de iluminação e equipamentos.
2.8 FERRAMENTA COMPUTACIONAL - ENERGYPLUS
O EnergyPlus 8.3 (DOE, 2015) é uma ferramenta computacional que simula o
desempenho energético de edificações, desenvolvida pelo Departamento de Energia dos
Estados Unidos (Department of Energy - DOE). Com ela, engenheiros, arquitetos e
pesquisadores modelam e otimizam a utilização de energia elétrica pelos sistemas de
uma edificação. A ferramenta permite que sejam modelados, de uma forma integrada,
os sistemas de aquecimento, resfriamento, ventilação, iluminação, geração local de
energia e uso de água.
Primeiramente, utiliza-se a ferramenta computacional Sketchup 8 (Google,
2010) juntamente com a extensão Legacy OpenStudio 1.0.11 (DOE, 2008), para criar
um modelo geométrico da edificação. Em seguida, no EnergyPlus, definem-se as
propriedades dos materiais utilizados no modelo desenvolvido. A ferramenta utiliza
dados climáticos da localização da edificação para realizar a análise de desempenho. Os

37. 34
dados são fornecidos por um arquivo com formato “.epw” que contém indicadores de
latitude, longitude, altitude, temperatura do solo, direção e velocidade dos ventos,
temperaturas de bulbo seco e de orvalho, umidade relativa e radiação solar. Outros
dados de entrada do programa são as cargas internas da edificação, dentre elas:
equipamentos, ocupação e iluminação. Define-se, também, um perfil horário de uso
para todos esses parâmetros de entrada, pelo qual o programa se baseia para calcular o
consumo de energia. Após realizada a simulação, os dados de saída são apresentados em
forma de um relatório. Uma das informações apresentadas nesse relatório é o consumo
da edificação no período determinado.
Para ilustrar o processo de simulação desenvolvido, a Figura 14 mostra a
interface de edição de parâmetros do EnergyPlus e a Figura 15 apresenta o modelo
geométrico do prédio da Engenharia Nova da UFRGS (PIETZSCH, 2012) utilizado em
uma simulação.
Figura 14 Interface de edição de parâmetros do EnergyPlus.
Figura 15 Modelo geométrico utilizado no EnergyPlus.
Fonte: (PIETZSCH, 2012).

38. 35
3. METODOLOGIA
A metodologia utilizada no desenvolvimento deste trabalho consiste em
simulações computacionais para avaliar o impacto da utilização de medidas de
eficiência energética na redução do consumo de uma edificação comercial. A análise foi
realizada a partir do estudo do projeto de uma edificação comercial real (apresentada na
Seção 3.1).
Foram determinados três cenários para a edificação em questão. A Tabela 3
apresenta as denominações adotadas para cada cenário.
Tabela 3 Denominação adotada para os cenários.
Cenário 1 Edificação Referência
Cenário 2 Edificação Proposta
Cenário 3 Edificação Padrão de Mercado
O primeiro cenário representa a edificação referência, que é utilizada pela
certificação LEED para quantificar a redução de consumo. Essa edificação referência
segue os requisitos mínimos exigidos pela norma ASHRAE 90.1 (2007).
O segundo cenário segue os projetos desenvolvidos para a construção do
empreendimento. Foram analisados os projetos de condicionamento de ar, elétrico e
arquitetônico. Os projetos têm como premissa a eficiência energética.
O terceiro e último cenário é baseado em uma estimativa de parâmetros dos
sistemas que são encontrados no padrão de projetos de edificações comerciais entregues
ao mercado atualmente.
3.1 APRESENTAÇÃO DA EDIFICAÇÃO
A edificação comercial analisada trata-se de um empreendimento localizado na
cidade de Itajaí, no estado de Santa Catarina, destinado a ser utilizado como um
showroom de mobiliário externo da marca Via Artística (VA). O empreendimento é
chamado pelos seus idealizadores como VA Casa na Praia. A Figura 16 apresenta uma
ilustração da edificação em estudo.

39. 36
Figura 16 Ilustração da edificação real analisada no estudo.
Fonte: Via Artística (2015).
A partir da utilização de estratégias que promovem a sustentabilidade, tanto na
concepção dos projetos da edificação, quanto no processo de construção e na operação
do empreendimento, busca-se a certificação LEED, versão 2009, categoria NC, no nível
Platina. As simulações apresentadas neste estudo foram cedidas pela empresa Petinelli,
que as utilizou no processo de documentação de pré-requisitos e créditos da categoria
EA, no processo de certificação do empreendimento.
A Figura 17 apresenta uma planta baixa da edificação. Totalizando
aproximadamente 287 m2
de área construída, a edificação é dividida em dois
pavimentos (térreo e mezanino) e sua divisão de ambientes é composta por três
banheiros, uma copa e duas áreas de exposição de mercadoria: uma no térreo e uma no
mezanino.

40. 37
Figura 17 Planta baixa do (a) pavimento térreo e do (b) mezanino.
3.2 DESENVOLVIMENTO DO MODELO GEOMÉTRICO
O modelo geométrico da edificação utilizado nas simulações foi desenvolvido
utilizando a ferramenta computacional SketchUp 8 (Google, 2010) em conjunto com a
extensão Legacy Open Studio 1.0.11 (DOE, 2008).
A edificação foi modelada respeitando a separação de zonas térmicas existentes
no projeto, conforme exigido pelo Apêndice G da ASHRAE 90.1 (2007). A Tabela 4
apresenta a divisão estabelecida e a Figura 18 apresenta o modelo geométrico
desenvolvido.
Uma limitação na modelagem é a incapacidade do EnergyPlus de interpretar
janelas que não sejam retangulares, como é o caso do projeto em questão. Sendo assim,
foi necessário realizar uma aproximação das aberturas, criando aberturas retangulares

41. 38
que se aproximassem ao máximo da abertura real. A aproximação desenvolvida pode
ser observada na Figura 18.
Tabela 4 Divisão de zonas térmicas do modelo geométrico.
Nome da Zona Área (m2
)
Térreo 1 83,59
Térreo 2 80,51
Superior 1 48,75
Superior 2 48,75
WC deficientes 3,74
WC 7,00
Depósito 6,60
Copa 7,92
Figura 18 Modelo geométrico desenvolvido para a edificação do estudo.
3.3 EDIFICAÇÃO REFERÊNCIA
Utilizando o modelo geométrico desenvolvido, conforme descrito na Seção 3.2,
configurou-se os parâmetros de entrada do modelo na ferramenta computacional
EnergyPlus 8.3 (DOE, 2015). Na edificação referência, todos os parâmetros de entrada
da simulação foram determinados de acordo com o Apêndice G da norma ASHRAE
90.1 (2007). Além disso, para que seja desconsiderada a influência da orientação da

42. 39
edificação, a norma exige que se simule o prédio referência em quatro orientações
defasadas em 90° entre elas, calculando a média do consumo energético das quatro
orientações.
Nas seções seguintes, serão apresentados os parâmetros de entrada que foram
utilizados na determinação da edificação referência a ser simulada.
3.3.1 Envoltória da Edificação Referência
Para a envoltória da edificação, a ASHRAE 90.1 (2007) fornece requisitos
mínimos conforme a zona climática da localização da edificação. Sendo assim,
primeiramente, determinou-se a zona climática utilizando o Apêndice B da ASHRAE
90.1 (2007), chegando à classificação de 2A (Quente e Úmida).
A partir disso, os parâmetros dos elementos construtivos da envoltória foram
determinados utilizando a Tabela 5.5-2 da ASHRAE 90.1 (2007). A Tabela 5 e a Tabela
6 apresentam os parâmetros dos elementos construtivos opacos e translúcidos da
envoltória, respectivamente, que foram utilizados na edificação referência.
Tabela 5 Parâmetros dos elementos opacos construtivos da Edificação Referência.
Elemento
Construtivo
Fator U
[W/K.m2
]
Telhado 0,273
Paredes Externas 0,705
Pisos Internos 0,296
Pisos Externos 1,264
Tabela 6 Parâmetros dos elementos translúcidos construtivos da Edificação Referência.
Elemento
Construtivo
Fator U
[W/K.m2
]
SHGC VLT
Vidros 4,26 0,25 0,18
Além disso, na edificação referência, a norma determina que não se deve
considerar sombreamentos durante a simulação. Para cumprir a exigência, configurou-
se o EnergyPlus de forma a realizar a simulação desconsiderando sombreamentos.

43. 40
3.3.2 Sistema de Iluminação na Edificação Referência
Para as cargas internas de iluminação, a norma exige que a potência instalada
seja determinada a partir dos requisitos mínimos definidos em seu Capítulo 9. Essa
exigência é dada em termos de Densidade de Potência Instalada (DPI), em watts por
metro quadrado [W/m2
]. A norma fornece uma tabela de DPI em função da atividade
desempenhada no ambiente. Sendo assim, as zonas foram categorizadas e uma potência
instalada de iluminação foi calculada a partir de cada área. A Tabela 7 apresenta as
zonas, sua classificação e a potência de iluminação interna instalada na edificação de
referência.
Tabela 7 Potência instalada de iluminação da Edificação Referência.
Nome da Zona Classificação
DPI
[W/m2
]
Potência
[W]
Térreo 1 Área de Venda 18 1435,26
Térreo 2 Área de Venda 18 1435,26
Superior 1 Área de Venda 18 832,57
Superior 2 Área de Venda 18 832,57
WC deficientes Banheiros 10 38,65
WC Banheiros 10 67,43
Depósito Armazenagem 3 23,25
Copa Refeições 10 79,63
Além da iluminação interna contida na Tabela 7, adicionou-se uma potência de
iluminação externa conforme apresentado na Tabela 8. A iluminação externa passou
pelo mesmo processo de classificação da iluminação interna, sendo determinada a partir
do valor de área iluminada e da classificação da aplicação. Fachadas e marquises são
exemplos de aplicações para iluminação externa.
Tabela 8 Potência de iluminação externa para a Edificação Referência.
Iluminação
Potência
[W]
Externa 595

44. 41
3.3.3 Sistema de AVAC da Edificação Referência
Utilizou-se o Apêndice G da ASHRAE 90.1 (2007) para determinar o sistema de
AVAC da edificação de referência. Por se tratar de uma edificação não-residencial,
menor que 4 andares e menor que 2300m2
, a norma exige que se utilize um sistema do
tipo expansão direta que possui volume de ar constante e bomba de calor (sistema 4). É
exigido também que o sistema de refrigeração da edificação referência possua um COP
mínimo de 3,28.
3.4 EDIFICAÇÃO PROPOSTA
No modelo da edificação proposta, foram utilizados parâmetros determinados
nos projetos dos sistemas da edificação em estudo. Uma série de medidas de eficiência
energética foram utilizadas na concepção dos projetos. Sendo assim, para permitir uma
avaliação individual de cada medida, elas foram adicionadas uma a uma ao modelo, de
forma que o impacto fosse discriminado entre as simulações. A Tabela 9 apresenta a as
medidas de eficiência energética e a ordem com que foram adicionadas nas simulações.
A Subseção 3.7 explica detalhadamente as simulações realizadas.
Tabela 9 Ordem dos sistemas em que as medidas de eficiência energética foram empregadas.
Ordem MEE
1 Sombreamentos
2 Elementos Construtivos
3 Sistema de Iluminação
4 Sistema de AVAC
5 Geração Fotovoltaica
Nas subseções seguintes, serão apresentados os parâmetros de entrada utilizados
na determinação da edificação proposta.
3.4.1 Envoltória da Edificação Proposta
Para a envoltória da edificação proposta, os parâmetros dos elementos
construtivos foram retirados dos projetos. A Tabela 10 apresenta os parâmetros dos
elementos construtivos opacos utilizados e a Tabela 11 apresenta os parâmetros dos
elementos translúcidos.

45. 42
Nota-se que os elementos construtivos utilizados possuem valor de fator U maior
que os da edificação referência expressos na Tabela 5. Espera-se, assim, que o
isolamento da edificação seja inferior, aumentando o consumo de energia pelo sistema
de AVAC. Percebe-se que as exigências mínimas da ASHRAE 90.1 (2007) para a
envoltória da edificação são rígidas.
Tabela 10 Parâmetros dos elementos opacos construtivos da Edificação Proposta.
Elemento
Construtivo
Fator U
[W/m2
.K]
Telhado 0,83
Paredes Externas 2,26
Pisos Internos 2,6
Pisos Externos 3,14
Tabela 11 Parâmetros dos elementos translúcidos construtivos da Edificação Proposta.
Elemento
Construtivo
Fator U
[W/m2
.K]
SHGC VLT
Vidros 5,66 0,452 0,545
Para as paredes externas utilizou-se alvenaria comum (reboco + tijolo + reboco)
e para o telhado utilizou-se uma telha metálica dupla com isolamento térmico de
poliuretano de 26mm de espessura.
A Figura 19 apresenta uma imagem do modelo geométrico utilizado na
simulação da Edificação Proposta.

46. 43
Figura 19 Modelo geométrico desenvolvido para a Edificação Proposta.
Os sombreamentos, desconsiderados anteriormente, foram agora considerados
nas simulações. Como pode ser visto na Figura 19, utilizaram-se brises nas aberturas
frontais e uma projeção no contorno da edificação - ambos para proporcionar sombra.
Os sombreamentos referentes a edificações vizinhas também foram considerados.
3.4.2 Sistema de Iluminação da Edificação Proposta
Para o sistema de iluminação, foi utilizada a potência instalada que havia sido
determinada no projeto luminotécnico. Foi utilizada iluminação com tecnologia LED
em praticamente a totalidade do projeto (com exceção de uma luminária com lâmpada
T5 de 13W). Devido à escolha dessas tecnologias, a eficiência luminosa do sistema foi
aprimorada, reduzindo a potência instalada de iluminação. Na área de vendas, por
exemplo, utilizaram-se 30 lâmpadas de LED tubulares de 18W que possuem fluxo
luminoso equivalente às lâmpadas fluorescentes tubulares T8 de 32W, essa substituição
proporcionou uma redução na potência instalada de 420W. Ainda, em relação à
referência estabelecida pela ASHRAE 90.1 (2007), a redução de potência instalada total
de iluminação foi de aproximadamente 1900W.
Para ambientes onde o controle da iluminação utiliza sensores de presença, a
potência instalada foi reduzida em 10%, segundo recomendação do Apêndice G da

47. 44
ASHRAE 90.1 (2007), como forma de adicionar esse impacto ao resultado de consumo
de energia da simulação.
A Tabela 12 apresenta a potência instalada de iluminação interna para cada zona
da edificação proposta. A Tabela 13 apresenta a potência instalada de iluminação
externa para a edificação proposta. Ambas as Tabelas 12 e 13 já estão considerando a
redução de 10% nos ambientes com sensores de presença.
Tabela 12 Potência de iluminação interna instalada na Edificação Proposta.
Nome da Zona
Potência
[W]
Térreo 1 900
Térreo 2 900
Superior 1 197
Superior 2 197
WC Deficientes 20,4
WC 143
Depósito 85
Copa 79
Tabela 13 Potência de iluminação externa instalada na Edificação Proposta.
Iluminação
Potência
[W]
Externa 504
3.4.3 Sistema de AVAC da Edificação Proposta
Para o sistema de AVAC da Edificação Proposta, foram utilizados os parâmetros
dos equipamentos determinados em projeto de climatização. Nesse projeto, foi
empregado um sistema do tipo multisplit com tecnologia VRV. O sistema consiste em
quatro evaporadoras, instaladas nos ambientes e interligadas a uma central
condensadora. O COP dos equipamentos utilizados no sistema de refrigeração da
Edificação Proposta foi de 4,27.
3.4.4 Geração Fotovoltaica na Edificação Proposta
Também foi adicionado um sistema de geração local de energia elétrica, a partir
de um SFVCR. O SFVCR foi instalado na cobertura da edificação em uma inclinação

48. 45
de 10°, onde a média anual de irradiação global horizontal diária é aproximadamente
igual à 4,5 kWh/m2
(dados da cidade de Itajaí, Santa Catarina). O sistema é composto
por oito módulos de 245 Wp, totalizando uma instalação de 1,96 kWp. A Tabela 14
apresenta as especificações dos módulos utilizados no sistema.
Tabela 14 Especificações dos módulos utilizados.
Tecnologia
Dimensões
[m]
Potência
Nominal
[Wp]
Eficiência
[%]
Potência/Área
[W/m2
]
p-Si 1,65 x 0,99 245 15 150
Para a conversão da corrente contínua em corrente alternada, utilizou-se um
inversor de frequência com potência nominal de 2,5 kW.
3.5 EDIFICAÇÃO PADRÃO DE MERCADO
Os parâmetros de entrada da Edificação Padrão de Mercado são todas
estimativas realizadas pelo autor, auxiliado por profissionais com experiência na
construção civil. Não foram realizadas pesquisas no mercado devido à limitação de
tempo no desenvolvimento do estudo.
3.5.1 Envoltória da Edificação Padrão de Mercado
Os parâmetros dos elementos opacos da envoltória da Edificação Padrão de
Mercado foram retirados da norma NBR 15220 (ABNT, 2003). Para a zona climática 3,
referente à localização do projeto, a norma exige que paredes externas tenham fator U
inferiores a 3,6 W/K.m2
. Os parâmetros utilizados na edificação padrão de mercado se
encontram expressos na Tabela 15.
Tabela 15 Parâmetros dos elementos opacos da envoltória da Edificação Padrão de Mercado.
Elemento
Construtivo
Fator U
[W/ m2
.K]
Telhado 7,28
Paredes Externas 3,60
Pisos Internos 2,6
Pisos Externos 3,14

49. 46
Utilizou-se alvenaria comum para as paredes externas, com tijolo de 180mm e
cobertura com reboco de 25mm. Além disso, para o telhado utilizou-se uma telha
metálica simples sem isolamento.
Para os elementos translúcidos, utilizou-se os parâmetros do vidro temperado
comum. Esse vidro é o mais utilizado no mercado para aplicações em vitrines de
edificações comerciais. Os parâmetros dos elementos translúcidos utilizados se
encontram na Tabela 16.
Tabela 16 Parâmetros dos elementos translúcidos da envoltória da Edificação Padrão de Mercado.
Elemento
Construtivo
Fator U
[W/K.m2
]
SHGC VLT
Vidros 5,66 0,8 0,8
3.5.2 Sistema de Iluminação na Edificação Padrão de Mercado
A determinação do sistema de iluminação utilizado na Edificação Padrão de
Mercado levou em consideração algumas premissas.
A quantidade de pontos de iluminação na área de vendas foi baseada na
quantidade de pontos da primeira emissão do projeto elétrico, antes que medidas de
eficiência energética fossem aplicadas a ele. Considerou-se, também, que a tecnologia
das lâmpadas mais utilizada nessa aplicação são lâmpadas T5 de 28W e 54W.
Para os ambientes menores, como por exemplo banheiros, considerou-se como
padrão de mercado uma lâmpada fluorescente compacta integrada de 15W por
ambiente. Na iluminação externa, considerou-se como padrão de mercado a utilização
de lâmpadas de vapor metálico com 150W de potência - estimando um número de
lâmpadas através da dimensão da área externa.
A Tabela 17 apresenta a potência instalada de iluminação interna para cada zona
e a Tabela 18 apresenta a potência instalada de iluminação externa. A determinação
dessa potência total levou em consideração perdas de reatores comerciais.

50. 47
Tabela 17 Potência instalada de iluminação interna para cada zona da Edificação Padrão de Mercado.
Nome da Zona
Potência
[W]
Térreo 1 1208
Térreo 2 1208
Superior 1 632,5
Superior 2 632,5
WC Deficientes 30
WC 60
Depósito 60
Copa 124
Tabela 18 Potência instalada de iluminação externa para a Edificação Padrão de Mercado.
Iluminação
Potência
[W]
Externa 1592
3.5.3 Sistema de AVAC na Edificação Padrão de Mercado
Para a Edificação Padrão de Mercado, utilizou-se o sistema de ar condicionado
do tipo Split, sem tecnologia Inverter (rotação fixa). O COP dos equipamentos foi
determinado a partir do selo Procel. A Figura 20 apresenta a divisão de classes utilizada
pelo Procel, para equipamentos de ar condicionados do tipo Split. Percebe-se, na Figura
20, que a Classe C (com COP entre 2,80 e 3,00) possui a maior quantidade de
equipamentos no mercado (31,5%). Sendo assim, para equipamentos da Edificação
Padrão de Mercado utilizou-se um COP de 2,90.
Figura 20 Selo Procel para equipamentos de ar condicionados Split.
Fonte: (INMETRO, 2014).

51. 48
3.6 PREMISSAS COMUNS ENTRE AS EDIFICAÇÕES
Alguns parâmetros de entrada foram comuns entre as 3 edificações estudadas.
Entre esses parâmetros encontramos a potência de equipamentos, a ocupação e o perfil
horário de uso dos sistemas.
A Figura 21 apresenta o perfil horário de uso aplicado ao sistema de iluminação
das 3 edificações. A Figura 22 apresenta o perfil horário aplicado à ocupação para as 3
edificações.
Figura 21 Perfil horário de uso aplicado ao sistema de iluminação.
Figura 22 Perfil horário aplicado à ocupação das edificações.
A Tabela 19 apresenta a potência de equipamentos consideradas para cada zona
das 3 edificações. Essas potências elétricas foram determinadas a partir de informações
do proprietário sobre equipamentos que constariam nos ambientes.
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
00:00
01:00
02:00
03:00
04:00
05:00
06:00
07:00
08:00
09:00
10:00
11:00
12:00
13:00
14:00
15:00
16:00
17:00
18:00
19:00
20:00
21:00
22:00
23:00
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
00:00
01:00
02:00
03:00
04:00
05:00
06:00
07:00
08:00
09:00
10:00
11:00
12:00
13:00
14:00
15:00
16:00
17:00
18:00
19:00
20:00
21:00
22:00
23:00

52. 49
Tabela 19 Potências instaladas de equipamentos consideradas para cada zona.
Nome da Zona Equipamento
Potência
[W]
Operação
[horas/dia]
Térreo 1 Forno Elétrico 500 1
Térreo 2 Televisão 83 5
Superior 1 Aparelho de Som 110 3
Superior 2 - - -
WC deficientes - - -
WC - - -
Depósito - - -
Copa Cafeteira 794 1
3.7 SIMULAÇÕES REALIZADAS
Afim de obter os resultados desejados, foram realizadas 6 diferentes simulações,
cada uma adicionando diferentes parâmetros das edificações apresentadas nas seções
anteriores à simulação anterior. A Tabela 20 apresenta as 6 simulações realizadas e a
descrição de cada uma.
Tabela 20 Descrição das 6 simulações realizadas.
Simulação Descrição
1
Essa simulação foi baseada completamente nos parâmetros da Edificação
Referência - apresentados na Seção 3.3.
2
Essa simulação adicionou à anterior os parâmetros da envoltória da
Edificação Proposta - apresentados na Seção 3.4. Além disso, passou-se a
considerar os sombreamentos, brises e orientação da edificação.
3
Essa simulação adicionou à anterior a potência instalada de iluminação
interna e externa da Edificação Proposta - apresentadas na Seção 3.4.
4
Essa simulação adicionou à anterior o sistema de AVAC da Edificação
Proposta apresentada na Seção 3.4. Representando, assim, a Edificação
Proposta por completa.
5
Essa simulação utilizou os parâmetros estimados para a Edificação Padrão
de Mercado por completo.
6
Essa simulação adicionou à simulação 4 o sistema de geração local de
energia via painéis fotovoltaicos.

53. 50
4. RESULTADOS
4.1 SIMULAÇÃO 1: EDIFICAÇÃO REFERÊNCIA
Na Figura 23, é apresentado o resultado da simulação em relação ao consumo
mensal de energia elétrica, no período de 1 ano, para a Edificação Referência.
Figura 23 Resultado do consumo mensal de energia elétrica para a Edificação Referência.
A simulação da Edificação Referência apresentou um consumo anual de energia
elétrica no valor de, aproximadamente, 32 MWh. O sistema de iluminação tem a maior
representatividade no consumo total em todos os meses (média de 56%). O sistema de
AVAC possui consumos superiores nos meses de verão, provavelmente devido à maior
demanda de refrigeração dos ambientes nessa estação. Equipamentos representam uma
parcela muito pequena no consumo quando comparada a outros sistemas.
Além disso, verificou-se que o consumo mensal não sofreu grandes alterações
durante o ano. Obteve-se consumos mensais com valores entre 2500 kWh e 3000 kWh,
aproximadamente. A variação máxima foi de 473 kWh, calculada entre os consumos
dos meses de março (2969 kWh) e junho (2496 kWh).
A Figura 24 apresenta o consumo anual total, com a representatividade de cada
uso final.
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez
Consumo
de
Energia
Elétrica
[kWh]
Mês
Iluminação AVAC Equipamentos

54. 51
Figura 24 Representatividade do consumo anual do usos finais para a Edificação Referência.
4.2 SIMULAÇÃO 2: SIMULAÇÃO 1 + ENVOLTÓRIA DA EDIFICAÇÃO PROPOSTA
Na Figura 25, pode ser observado o resultado do consumo anual de energia para
a Simulação 1 e Simulação 2.
Figura 25 Comparação entre o consumo anual da edificação da simulação 2 com a Edificação Referência.
Percebe-se que, como consequência das novas considerações, o consumo anual
total sofreu um acréscimo de 1788 kWh, que representa um aumento de,
aproximadamente, 6% em relação ao consumo da Edificação Referência.
Um possível motivo para esse aumento pode ser o fato de que, na edificação
real, as faces das fachadas envidraçadas são orientadas no sentido leste/oeste (isso
56%
41%
3%
Iluminação AVAC Equipamentos
17878 17878
13119 14908
967
967
0
5000
10000
15000
20000
25000
30000
35000
40000
Simulação 1 Simulação 2
Consumo
de
Energia
Elétrica
[kWh]
Equipamentos
AVAC
Iluminação

55. 52
significa que a incidência solar é maior do que se elas estivessem orientadas no sentido
norte/sul). Sendo assim, o consumo do sistema de refrigeração pode ter sido maior
devido ao aquecimento dos ambientes resultante dessa incidência solar. Já na edificação
referência, onde calculou-se a média aritmética das quatro orientações defasadas em
90º, esse fator é desconsiderado.
Além disso, os requisitos mínimos para os elementos construtivos da envoltória,
exigidos pela ASHRAE 90.1 (2007), são superiores daqueles utilizados na edificação
proposta.
4.3 SIMULAÇÃO 3: SIMULAÇÃO 2 + SISTEMA DE ILUMINAÇÃO
Na Figura 26 é apresentado o resultado de consumo anual, dividido por uso
final, para a Simulação 1, Simulação 2 e Simulação 3.
Observa-se que a redução de potência instalada de iluminação e a utilização de
sensores de presença reduziram o consumo anual da iluminação em, aproximadamente,
43% em relação à edificação referência.
Figura 26 Resultado do consumo anual para as simulações 1, 2 e 3.
Verifica-se, também, que o consumo do sistema de AVAC foi inferior quando
comparado à Simulação 2 (redução de 10%). Isso se deve ao fato de que, ao reduzir a
potência instalada de iluminação interna, diminui-se a carga térmica produzida pelo
sistema de iluminação. Como consequência, a demanda por refrigeração é menor,
reduzindo, assim, o consumo de energia do sistema de AVAC.
17878 17878
10217
13119 14908
13408
967
967
967
0
5000
10000
15000
20000
25000
30000
35000
40000
Simulação 1 Simulação 2 Simulação 3
Consumo
de
Energia
Elétrica
[kWh]
Equipamentos
AVAC
Iluminação

56. 53
A Figura 27 apresenta o consumo do sistema AVAC subdividido em
aquecimento, refrigeração e ventilação, considerando e não considerando a redução de
potência instalada de iluminação interna. Como previsto, o consumo anual de
refrigeração da Simulação 1 foi 835 kWh menor que o da Simulação 2.
Figura 27 Resultado de consumo de AVAC para as simulações 2 e 3.
Ainda, é possível perceber que o consumo de aquecimento foi 24% maior na
Simulação 1 em relação à Simulação 2. A causa desse aumento de consumo de
aquecimento também é a diminuição da carga interna de iluminação - que contribui no
aquecimento dos ambientes.
4.4 SIMULAÇÃO 4: EDIFICAÇÃO PROPOSTA
A Figura 28 apresenta o resultado do consumo anual da Simulação 4, sendo
comparada às outras 3 simulações. Observa-se, na Figura 28, que o consumo anual da
edificação foi 53% menor na Edificação Proposta em relação à Edificação Referência.
Da mesma forma, o consumo do sistema de AVAC foi 71% menor na Edificação
Proposta em relação à Edificação Referência. Com essa redução de 53% no consumo
anual, obtém-se os 19 pontos possíveis no crédito de otimização do desempenho
energético da categoria EA do LEED. Essa foi uma das estratégias adotadas para a
obtenção da certificação nível Platina para o empreendimento.
9572.61 8899.9
5297.98
4462.48
36.95
45.72
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
Simulação 2 Simulação 3
Consumo
de
Energia
Elétrica
[kWh]
Ventiladores Refrigeração Aquecimento

57. 54
Figura 28 Resultado de consumo anual de energia para as simulações 01 a 04.
A Figura 29 apresenta o consumo do sistema de AVAC subdividido em
ventilação, refrigeração e aquecimento. Percebe-se que o consumo de ventiladores na
Simulação 4 foi o que mais sofreu redução de consumo: 94% em relação à Simulação 3.
Logo, os ventiladores se mostraram muito mais eficientes no sistema da Edificação
Proposta do que no sugerido pela norma ASHRAE 90.1 (2007).
Figura 29 Resultado do consumo de AVAC para as simulações 03 e 04.
A Figura 30 apresenta o consumo mensal da Edificação Proposta, subdividida
entre os usos finais. A Figura 31 apresenta o consumo mensal de refrigeração da
Edificação Proposta. A partir das figuras 30 e 31, verifica-se que nos meses de verão
(temperaturas altas) o consumo é superior (maior demanda de refrigeração) quando
17878 17878
10217 10217
13119 14908
13408
3832
967
967
967
967
0
5000
10000
15000
20000
25000
30000
35000
40000
Simulação 1 Simulação2 Simulação 3 Simulação 4
Consumo
de
Energia
Elétrica
[kWh]
Equipamentos
AVAC
Iluminação
8899.9
618.46
4462.48
3172.21
45.72
41.22
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
Simulação 3 Simulação 4
Consumo
de
Energia
Elétrica
[kWh]
Aquecimento
Refrigeração
Ventiladores

58. 55
comparado ao consumo nos meses de inverno (temperaturas baixas), evidenciando que
o clima pode influenciar de maneira significativa no consumo da edificação.
Figura 30 Resultado para o consumo mensal de energia elétrica da Edificação Proposta.
Figura 31 Resultado para o consumo mensal de energia gasta com refrigeração na Edificação Proposta.
4.5 SIMULAÇÃO 5: EDIFICAÇÃO PADRÃO DE MERCADO
A Figura 32 apresenta o resultado do consumo anual de energia para as 3
edificações estudadas, subdividindo-o entre os usos finais.
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez
Consumo
de
Energia
Elétrica
[kWh]
Mês
Iluminação AVAC Equipamentos
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez
Consumo
de
Energia
Elétrica
[kWh]
Mês

59. 56
Figura 32 Resultado do consumo anual de energia para as 3 edificações em estudo.
Percebe-se que o desempenho energético da Edificação Padrão de Mercado se
mostrou similar à Edificação Referência (o consumo anual de energia foi apenas 4%
menor na Edificação Padrão de Mercado). Essa similaridade entre a Edificação Padrão
de Mercado e a Edificação Referência mostra que a norma ASHRAE 90.1 (2007)
estabelece uma boa referência para quantificar a redução proporcionada por medidas de
eficiência energética. Percebe-se, também, que os projetos desenvolvidos na Edificação
Proposta resultaram em um consumo anual 53% menor que o da Edificação Padrão de
Mercado.
A Figura 33 mostra o consumo mensal de energia elétrica em um ano,
subdividida entre os usos finais, para a Edificação Padrão de Mercado. Percebe-se o
mesmo comportamento observado nas demais simulações, onde o consumo do sistema
de AVAC é superior nos meses quentes de verão.
A Figura 34 mostra o consumo do sistema de AVAC, subdividido em
ventilação, aquecimento e refrigeração, para as três edificações em estudo. Percebe-se
que, diferentemente da Edificação Referência (onde o maior consumo estava nos
ventiladores), na Edificação Padrão de Mercado o maior consumo se encontrou na
refrigeração. Esse fato deve-se à alta pressão de ventiladores presente no sistema de
AVAC da Edificação Referência, que não existe no sistema empregado na Edificação
Padrão de Mercado.
Além disso, o consumo superior de refrigeração se deve ao fato de que o COP
utilizado no sistema da Edificação Padrão de Mercado é 15% (2,9 contra 3,28) menor
17878
10217
15231
13119
3832
14569
967
967
967
0
5000
10000
15000
20000
25000
30000
35000
Edificação Referência Edificação Proposta Edificação Padrão de
Mercado
Consumo
de
Energia
Elétrica
[kWh]
Equipamentos
AVAC
Iluminação

60. 57
que o utilizado no sistema da Edificação Referência. Também, o fato de que foi
utilizada telha metálica simples (sem isolamento térmico) na cobertura da Edificação
Padrão de Mercado, fez com que a demanda de refrigeração devido ao aquecimento dos
ambientes internos pela radiação solar fosse elevada.
Figura 33 Resultado do consumo mensal de energia elétrica para a Edificação Padrão de
Mercado.
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez
Consumo
de
Energia
Elétrica
[kWh]
Mês
Iluminação AVAC Equipamentos

61. 58
Figura 34 Resultado do consumo anual de AVAC para as 3 edificações do estudo.
4.6 SIMULAÇÃO 6: GERAÇÃO LOCAL DE ENERGIA COM PAINÉIS FOTOVOLTAICOS
Ao adicionar os painéis fotovoltaicos à simulação da Edificação Proposta, para a
geração mensal de energia local obteve-se como resultado os valores apresentados na
Figura 35.
Figura 35 Resultado para a geração local de energia via painéis fotovoltaicos.
Nota-se que a produção foi superior nos meses de verão, devido à maior
incidência solar nesses meses. Totalizou-se uma geração local de energia com valor
igual a 2715,5 kWh; além disso, o valor médio de produção mensal foi igual a 226,3
4462.48
3172.21
13627.37
8899.9
618.46
598.07
45.72
41.22
343.75
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
Edificação Referência Edificação Proposta Edificação Padrão de
Mercado
Consumo
de
Energia
Elétrica
[kWh]
Aquecimento
Ventiladores
Refrigeração
0
50
100
150
200
250
300
350
Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez

62. 59
kWh. A Figura 36 apresenta o consumo de energia mensal da Edificação Proposta ao
lado da produção de energia local, possibilitando avaliar a representatividade dessa
produção. A Tabela 21 apresenta a porcentagem do consumo de energia que foi
produzido pelos painéis fotovoltaicos ao longo dos 12 meses.
Figura 36 Consumo versus geração mensal de energia elétrica para a Edificação Proposta.
Tabela 21 Representatividade da geração local mensal no consumo mensal de energia elétrica para a
Edificação Proposta.
Mês Representatividade
Janeiro 21%
Fevereiro 19%
Março 18%
Abril 17%
Maio 15%
Junho 14%
Julho 13%
Agosto 17%
Setembro 18%
Outubro 21%
Novembro 21%
Dezembro 20%
A Figura 37 apresenta o consumo anual de energia elétrica ao lado da produção
anual de energia elétrica. Nota-se que 18% do consumo anual de energia elétrica foi
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez
Energia
Elétrica
[kWh]
Mês
Consumido Produzido

63. 60
fornecido pelo sistema de geração local. Com esse valor, obteve-se todos os 7 pontos de
geração local de energia possíveis para a obtenção da certificação LEED.
Figura 37 Resultado para o consumo anual de energia elétrica da Edificação Proposta em comparação
com a geração local anual.
A Figura 38 apresenta os consumos anuais das 3 edificações em estudo, ao lado
da geração local de energia anual.
Figura 38 Resultado para os consumos anuais de energia das 3 edificações do estudo, em comparação
com a geração local de energia.
Percebe-se que a representatividade desse consumo é muito menor nas
edificações Referência e Padrão de Mercado, onde as medidas de eficiência energética
15016
2716
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
Consumido Gerado
Energia
Elétrica
[kWh]
31964
30767
15016
2716 2716 2716
0
5000
10000
15000
20000
25000
30000
35000
Edificação Referência Edificação Padrão de
Mercado
Edificação Proposta
Energia
Elétrica
[kWh]
Consumido
Gerado

64. 61
não foram aplicadas. A parcela do consumo que é produzido pela geração local, em
cada edificação, é apresentada na Tabela 22 e na Figura 39.
Tabela 22 Parcela do consumo de energia anual que é suprido pela geração local nos três cenários.
Edificação Parcela
Referência 8%
Padrão de Mercado 9%
Proposta 18%
Figura 39 Parcela de Energia elétrica gerada localmente.
Outra análise que é possível realizar é avaliar qual o acréscimo de área de
painéis fotovoltaicos seria necessário nas edificações referência e padrão de mercado
para se obter os mesmos 18% da edificação proposta. Para a edificação padrão de
mercado, seria necessário dobrar a capacidade do sistema, ou seja, utilizar dezesseis ao
invés de 8 painéis, considerando que eles produzissem o mesmo que os oito primeiros.
No caso da edificação referência, não bastaria dobrar o sistema, seria necessário um
sistema com aproximadamente dezessete painéis. A Tabela 23 apresenta esse resultado.
Tabela 23 Análise de número de painéis.
Edificação
Parcela de energia gerada
via painéis fotovoltaicos
Número de painéis
necessários
Referência 18% (5754 kWh) 17
Padrão de Mercado 18% (5538 kWh) 16
Proposta 18% (2716 kWh) 8

65. 62
Considerando o custo médio de instalação de um sistema fotovoltaico de 1kWp
em uma edificação comercial como R$ 9000,00; além disso, a tarifa média de energia
elétrica na cidade de Itajaí é de 0,455 R$/kWh (CELESC, 2015). Sendo assim, é
possível realizar uma análise de retorno de investimento (payback simples)
considerando a economia de energia. A Figura 40 apresenta o resultado da análise de
retorno de investimento.
Figura 40 Análise de retorno de investimento.
Com um investimento inicial de R$17.640,00 e uma economia anual de
R$1.237,00 o tempo de payback é de 14,26 anos.

66. 63
5. CONCLUSÃO
A partir dos resultados obtidos, conclui-se que medidas de eficiência energética,
aplicadas à uma edificação comercial, são capazes de reduzir significativamente o
consumo de energia elétrica. Verificou-se também, que a certificação LEED aplicada à
essa tipologia de edificação estimula a melhoria no desempenho energético das
edificações. Ainda, conclui-se que a aplicação de medidas de conservação de energia é
capaz de aumentar a parcela do consumo de energia elétrica que é fornecido via painéis
fotovoltaicos, reduzindo a demanda da rede. Sendo assim, o desempenho energético de
edificações mostrou possuir um potencial significativo na redução de impactos
associados ao aumento de demanda de energia elétrica, logo, se faz necessário atentar-se
ao fator desempenho energético, ainda no desenvolvimento dos projetos da edificação.
Como sugestão para um trabalho futuro, propõem-se utilizar os procedimentos
estabelecidos pelo protocolo IPMVP (International Performance Measurement and
Verification Protocol) para verificar a redução no consumo de energia elétrica resultante
das medidas de eficiência energética. Nesse procedimento utilizam-se medições durante
o período de operação da edificação em estudo para calibrar a simulação e comparar
resultados. Sugere-se utilizar a Opção D (Whole Building Calibrated Simulation) do
IPMVP, em conjunto com a ASHRAE Guideline 14: Measurement of Energy and
Demand Savings.

67. 64
6. REFERÊNCIAS
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